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Elektrofahrzeuge

Beispiele für Antriebe mit effektivem Wirkungsgrad im Bereich Strom sind die Brennstoffzelle und der Elektromotor. Elektrofahrzeuge werden voraussichtlich den Verbrennungsmotoren den Rang ablaufen. Brennstoffzelle, Elektromotor und Elektrofahrzeuge sind die innovativen Technologien, die unsere mobile Zukunft mitbestimmen werden. Elektrofahrzeuge sind der vielversprechendste zu erschließende Markt.

Brennstoffzelle, Elektromotor und Elektrofahrzeuge erleben gerade ihren Durchbruch. In Autos oder Laptops findet die Brennstoffzelle neue Anwendungsbereiche. Die Brennstoffzelle befindet sich, wie die Elektrofahrzeuge, jedoch noch in der Entwicklungsphase, das optimale Potential der Brennstoffzelle ist bei weitem nicht ausgeschöpft. Die Massenproduktion läuft bereits an, wodurch der Brennstoffzelle in weiten Kreisen ein wahrer Boom prognostiziert wird. Auch Elektromotor und Elektrofahrzeuge stehen, wie die Brennstoffzelle, noch am Anfang der Ausschöpfung ihrer Anwendungsmöglichkeiten. Der Grundstein für den Elektromotor, und somit für Elektrofahrzeuge, wurde gelegt, als die Magnetwirkung des Stroms entdeckt wurde. Der aus dieser Entdeckung resultierende spätere Elektromotor wird durch die Lorentzkraft angetrieben, die ein Magnetfeld auf ein anderes ausübt. Mit der Weiterentwicklung von althergebrachten Technologien, wie der Brennstoffzelle und dem Elektromotor, sind heute umweltfreundliche Elektrofahrzeuge auf dem Vormarsch. Noch beherrschen jedoch die Hybridfahrzeuge den Markt im Bereich umweltschonender Autos. Hybridfahrzeuge nutzen Verbrennungsmotor und Elektromotor im Verbund und sind somit abgespeckte Elektrofahrzeuge.

Die Brennstoffzelle

Das Prinzip der Brennstoffzelle basiert auf einem galvanischen Vorgang. Der Aufbau einer Brennstoffzelle ist durch die beiden Elektroden geprägt. Die Energie der Brennstoffzelle entsteht dabei durch das Elektrodenpotential, also der Aufladung von Anode und Kathode. Die Aufladungen bewirken eine Potentialdifferenz in der Brennstoffzelle, die letztendlich in elektrische Arbeit umgewandelt wird. Von ihrer Erfindung bis zum heutigen hochtechnologischen Stand hat die Brennstoffzelle eine erstaunliche Entwicklung durchlaufen. Schon zum jetzigen Zeitpunkt kommt die Brennstoffzelle in vielen unterschiedlichen Bereichen zur Anwendung. Doch die beeindruckende Karriere der Brennstoffzelle ist längst nicht abgeschlossen. Durch die unkomplizierte Handhabung ist der Einsatz für Elektrofahrzeuge der Markt der Zukunft.

Der Elektromotor

Ein Elektromotor ist im Ursprung ein elektromechanischer Wandler. Wie diese Bezeichnung impliziert, vermag der Elektromotor elektrische in mechanische Energie umzuwandeln. Die vom Elektromotor gewonnene mechanische Kraft wird in Bewegung umgesetzt. Als Antrieb kommt der Elektromotor, wie die Brennstoffzelle, schon heute für viele Elektrofahrzeuge in Frage. Doch auch beim Elektromotor befindet sich die Entwicklung als Antrieb für Elektrofahrzeuge noch in vollem Gange. Der erste echte Elektromotor entstand bereits im Jahre 1834. Moderne innovative Technologien stützen sich also heute noch auf Entdeckungen, die vor fast 200 Jahren durch forschende Wissenschaftler gemacht wurden, wie die Beispiele von Brennstoffzelle, Elektromotor und der Elektrofahrzeuge verdeutlichen.

Die Elektrofahrzeuge

Während Elektromotor und Brennstoffzelle ursprünglich in Industriemaschinen Anwendung fanden, sind heute Elektrofahrzeuge die Technologie der Zukunft. Lokomotiven mit Elektromotor standen dabei als erste Elektrofahrzeuge am Anfang der Entwicklung, zum jetzigen Zeitpunkt konzentriert man das Augenmerk auf straßentaugliche Elektrofahrzeuge. Der hohe Wirkungsgrad und der geringe CO2 Ausstoß beim Elektromotor sind die wichtigsten Motivationen bei der modernen Forschung in Richtung Elektrofahrzeuge, mit denen man den aktuellen Energie- und Klimaproblemen begegnen will. Dabei stellt die Energiespeicherung das größte Problem dar, weshalb sich die Wissenschaft der Elektrofahrzeuge auch hauptsächlich auf diesen Aspekt fokussiert. So stecken Elektrofahrzeuge als Hybridmodelle, der Verbindung von Elektromotor und Verbrennungsmotor, heute noch in ihren Kinderschuhen.

Automotive

Die wissenschaftliche Automobilforschung untersucht Bereiche des Automobilbaues inklusive Kfz-Teile und -Zubehör als auch die Umweltrelevanz und Sicherheit der Produkte und Produktionsanlagen sowie Produktionsprozesse.

Der innovations-report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Automobil-Brennstoffzellen, Hybridtechnik, energiesparende Automobile, Russpartikelfilter, Motortechnik, Bremstechnik, Fahrsicherheit und Assistenzsysteme.

News zu Automotive:

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Technik, die stärker ist als Schlaglöcher

Ob im Auto oder der digitalen Fabrik: Wenn Sensoren Daten erfassen, müssen diese in Netzwerken übermittelt werden. Entweder über Funk oder über Leitungen. Der Weg per Leitung ist zuverlässiger – Schwachpunkte gibt es aber dort, wo zwei Kabel mit einer Steckverbindung zusammengeführt werden. Die Feinsystemtechniker der TH OWL forschen in einem neuen Projekt daran, Steckverbinder gegen Vibrationen und Hitze abzuhärten.

In fünf bis zehn Jahren fahren autonome Autos auf deutschen Straßen – davon geht Professor Dr. Jian Song aus. Der Leiter des Labors für Feinsystemtechnik an...

15.07.2019 | nachricht Nachricht

Three Autonomous Mini Buses for Karlsruhe

Manufacturer Easymile was awarded the contract for the delivery of three electrically operated mini buses in the project EVA-Shuttle / Project consortium equips vehicles for autonomous operation in Karlsruhe / Test drives on the Test Area Autonomous Driving Baden-Württemberg starting at the beginning of 2020

The Karlsruhe project EVA-Shuttle reaches an important stage in the preparation for the tests of autonomous mini shuttles in public transport in the district...

14.05.2019 | nachricht Nachricht

MXT Lab: Innovationen für das autonome Fahrerlebnis - das Wohnzimmer im Auto

Das Automobil der Zukunft wird viel mehr sein als nur ein Fortbewegungsmittel: Es wandelt sich vom Fahrzeug zum Lebensraum. Im Zeitalter des autonomen Fahrens können sich Passagiere unterwegs entspannen oder arbeiten. Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO arbeiten gemeinsam mit McKinsey & Company sowie weiteren Projektpartnern aus verschiedenen Branchen im Rahmen eines neu gegründeten Innovationsnetzwerks an Lösungen für die Mobilität von morgen – von der Idee bis zum Prototyp.

Künftig werden Autos vollautomatisiert unterwegs sein, der Fahrer wird dann zum Passagier – er muss seine Aufmerksamkeit nicht mehr auf den Verkehr richten und...

02.05.2019 | nachricht Nachricht

Virtuelle Menschmodelle ergänzen Crashtest-Dummys

Sehr viele Menschen verunglücken jährlich tödlich bei Verkehrsunfällen. Um die Sicherheit der Fahrzeugpassagiere zu verbessern, werden seit Jahrzehnten Crashtests mit Dummys durchgeführt. Diese Crashtest-Dummys bekommen zunehmend virtuelle Unterstützung: Computermodelle simulieren das Schutzverhalten der Menschen vor einem Aufprall. Auch Forscher des Fraunhofer-Instituts für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI verwenden bei Crashsimulationen Menschmodelle, die realistischere Aussagen über das Verletzungsrisiko zulassen. In ihrer Studie untersuchen die Forscher den Einfluss der Muskelsteifigkeit auf die Insassenkinematik anhand von Menschmodellen.  

Fahrzeuginsassen bereiten sich instinktiv auf einen Unfall vor, um sich zu schützen: Sie spannen die Muskeln an, stützen sich am Lenkrad ab oder drücken das...

02.05.2019 | nachricht Nachricht

A Jetsons future? Assessing the role of flying cars in sustainable mobility

In the 1960s animated sitcom The Jetsons, George Jetson commutes to work in his family-size flying car, which miraculously transforms into a briefcase at the end of the trip.

A new study of the environmental sustainability impacts of flying cars, formally known as electric vertical takeoff and landing aircraft, or VTOLs, finds that...

10.04.2019 | nachricht Nachricht

Autonomes Fahren: Testfahrten deutlich reduzieren - Autokino für das Fahrzeugradar

Die Sensoren autonomer Fahrzeuge müssen extrem zuverlässig sein, weil Verkehrsteilnehmer künftig nicht mehr permanent auf den Verkehr achten. Bislang werden die Sensoren in aufwendigen Testfahrten geprüft. Dank des neuen ATRIUM-Testgeräts vom Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR aber könnten sich diese Fahrten künftig zu einem großen Teil ins Labor verlagern. Denn ATRIUM gaukelt dem Radarsensor eine künstliche Szenerie vor, die den realen Bedingungen im Straßenverkehr sehr nahe kommt.

Das Auto der Zukunft fährt allein. Man wird sich wie von einem privaten Chauffeur durch die Lande fahren lassen, während man sich unterhält, die Zeitung liest...

01.04.2019 | nachricht Nachricht

Automobilbau: Elektronik Roadmap für höhere Innovationsgeschwindigkeit

Die Entwicklung von Fahrzeugen ist eine sehr komplexe Angelegenheit. Um die Innovationsgeschwindigkeit in der automobilen Wertschöpfungskette zu erhöhen, fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ein von der Audi AG koordiniertes Verbundprojekt namens „GENIAL!“. Das Akronym steht für „Gemeinsame Elektronik-Roadmap für Innovationen der automobilen Wertschöpfungskette“. Zu den elf Partnern des 19,6 Millionen Euro schweren Projektes gehört auch die Universität Ulm, die über eine Million Euro für ihr Teilprojekt erhält.

Die Entwicklung von Fahrzeugen ist eine sehr komplexe Angelegenheit. Besonders groß sind die Herausforderungen in der Elektromobilität sowie beim autonomen...

06.03.2019 | nachricht Nachricht

Hochschule Hannover auf Innovationskurs zur Verbesserung von Elektrofahrantrieben

Institut für Konstruktionselemente, Mechatronik, Elektromobilität (IKME) der Hochschule Hannover (HsH) auf Innovationskurs zur Verbesserung von Elektrofahrantrieben: Mit dem Forschungsprojekt „SYM-LStrom“ werden Maßnahmen gegen Lagerausfälle durch Lagerstrom in Elektrofahrzeugen mit Synchronmaschinen entwickelt. Durch diese Maßnahmen liefert das Projekt einen konkreten und wirkungsvollen Beitrag zur Energiewende im Verkehr durch bezahlbare Elektrofahrzeuge. Die Lösung soll, entgegen bisheriger Ansätze, für die Großserienfertigung geeignet sein.

Mobilität ist ein wichtiges Element für unsere Gesellschaft und für die Lebensqualität der Einzelnen. In den letzten Jahren wurde die Elektromobilität des...

04.03.2019 | nachricht Nachricht

Solid state batteries for tomorrow's electric cars

As part of a strategic international cooperation program of the Fraunhofer-Gesellschaft, Empa in Dübendorf (CH) and the Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC in Würzburg (D) launched a three-year joint research project at the beginning of January to create the basis for a produc-tion-ready next generation of traction batteries for electric cars. In contrast to lithium-ion cells currently in use, these will consist only of solids and will no longer contain flammable liquid electrolytes. The Fraunhofer ISC contributes its know-how in process development and battery cell production and produces the first prototypes.

The worldwide production of state-of-the-art lithium-ion battery cells is currently mainly controlled by Asian companies. If the European automotive industry...

22.02.2019 | nachricht Nachricht

Tote Winkel ade: Virtual Reality macht das Cockpit transparent

Parkassistenzsysteme sind inzwischen weit verbreitetet. Trotzdem geschehen immer noch Rangierunfälle bei PKW und LKW, die hauptsächlich auf die toten Winkel des Fahrzeugs zurückzuführen sind. Am Fraunhofer IOSB wird deshalb am »transparenten Cockpit« geforscht. Eine Studie hat gezeigt, dass diese Technologie den Fahrzeugführern tatsächlich helfen kann.

Daniel Reichert hat in seiner Masterarbeit am Fraunhofer Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB in Zusammenarbeit mit der Firma Rio,...

18.02.2019 | nachricht Nachricht
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Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Veränderungen der Chiralität von Molekülen in Echtzeit beobachten

Chirale Moleküle – Verbindungen, die als Bild und Spiegelbild vorkommen – spielen eine wichtige Rolle in biologischen Prozessen und in der chemischen Synthese. Chemikern der ETH Zürich ist es nun erstmals gelungen, mit Hilfe von Ultrakurzzeit-Laserpulsen Änderungen der Chiralität während einer chemischen Reaktion in Echtzeit zu beobachten.

Manche Moleküle können in zwei spiegelbildlichen Formen existieren, ähnlich wie unsere Hände. Obwohl solche sogenannten Enantiomere fast identische...

Im Focus: Durchbruch in der Malariaforschung

Eine internationale Forschungsgruppe um den Zellbiologen Volker Heussler von der Universität Bern hat hunderte genetische Schwachstellen des Malaria-Parasiten Plasmodium identifiziert. Diese sind in der Medikamenten- und Impfstoffentwicklung dringend erforderlich, um die Krankheit dereinst ausrotten zu können.

Trotz grosser Anstrengungen in Medizin und Wissenschaft, sterben weltweit immer noch mehr als 400'000 Menschen an Malaria. Die Infektionskrankheit wird durch...

Im Focus: Bauplan eines bakteriellen Kraftwerks entschlüsselt

Wissenschaftler der Universität Würzburg und der Universität Freiburg gelang es die komplexe molekulare Struktur des bakteriellen Enzyms Cytochrom-bd-Oxidase zu entschlüsseln. Da Menschen diesen Typ der Oxidase nicht besitzen, könnte dieses Enzym ein interessantes Ziel für neuartige Antibiotika sein.

Sowohl Menschen als auch viele andere Lebewesen brauchen Sauerstoff zum Überleben. Bei der Umsetzung von Nährstoffen in Energie wird der Sauerstoff zu Wasser...

Im Focus: Neue Möglichkeiten des Additive Manufacturing erschlossen

Fraunhofer IFAM Dresden demonstriert Fertigung von Kupferbau

Am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Dresden ist es gelungen, mittels Selektivem Elektronenstrahlschmelzen...

Im Focus: New opportunities in additive manufacturing presented

Fraunhofer IFAM Dresden demonstrates manufacturing of copper components

The Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials IFAM in Dresden has succeeded in using Selective Electron Beam Melting (SEBM) to...

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